杜立波（南寧鐵路局　電務(wù)處，工程師，廣西　南寧　530003）

?

GYK基本數(shù)據(jù)模擬校驗(yàn)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

杜立波
（南寧鐵路局電務(wù)處，工程師，廣西南寧530003）

摘要：GYK基本數(shù)據(jù)模擬校驗(yàn)系統(tǒng)是一套針對GYK基本數(shù)據(jù)的編制而設(shè)計(jì)模擬校驗(yàn)系統(tǒng)?；緮?shù)據(jù)在編制過程中，存在手工化編輯、數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)復(fù)核難度高的實(shí)際問題。本文所研究的系統(tǒng)正是從這些問題出發(fā)，設(shè)計(jì)了一套自動化比對新舊版本基本數(shù)據(jù)，并能模擬主機(jī)運(yùn)行，檢查基本數(shù)據(jù)差異的模擬校驗(yàn)系統(tǒng)，具有很高的實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：GYK；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)比較；對應(yīng)關(guān)系；模擬校驗(yàn)

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.01.013

GYK（軌道車運(yùn)行控制設(shè)備）是中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)體系的組成部分，是防止軌道車冒進(jìn)信號、運(yùn)行超速并輔助司機(jī)提高操縱能力的重要行車設(shè)備。GYK設(shè)備采用速度分級控制模式，監(jiān)控軌道車安全運(yùn)行。現(xiàn)在廣泛運(yùn)用于軌道車、接觸網(wǎng)作業(yè)車、大型養(yǎng)路機(jī)械。其主要作用是安全控制列車速度，并通過提供主要的線路信息及采集記錄與列車安全運(yùn)行有關(guān)的重要機(jī)車狀態(tài)信息，以提升機(jī)車運(yùn)管理。GYJ數(shù)據(jù)是GYK控制功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)和運(yùn)行分析的依據(jù)，GYK基本數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是監(jiān)控列車安全運(yùn)行的前提和保障。

1　研究背景

隨著GYK設(shè)備逐漸推廣和應(yīng)用，其在軌道車的日常行車安全中，所起重要作用也凸顯出來。而GYK基本數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，正是保證軌道車行車安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，GYK基本數(shù)據(jù)的編制工作完全依靠手工操作，稍有疏忽，就會出現(xiàn)編制錯(cuò)誤。但是GYK基本數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)量較大，實(shí)際工作中很容易出現(xiàn)錯(cuò)漏。因此，避免數(shù)據(jù)錯(cuò)漏也是擺在GYK管理工作上的一個(gè)重大課題。

GYK基本數(shù)據(jù)模擬校驗(yàn)系統(tǒng)從基本數(shù)據(jù)編制后的校驗(yàn)工作入手，模擬運(yùn)行基本數(shù)據(jù)，使用戶不必拘泥于復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和繁瑣的實(shí)驗(yàn)過程，只需關(guān)注基本數(shù)據(jù)的修改內(nèi)容。從而大大簡化了數(shù)據(jù)編輯的工作。

2　設(shè)計(jì)思路

2.1軟件設(shè)計(jì)GYK基本數(shù)據(jù)模擬校驗(yàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)從文件管理、數(shù)據(jù)比較和模擬運(yùn)行3個(gè)方面綜合考慮見圖1所示。

圖1系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖

1）文件管理是指建立標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，對編輯、發(fā)布的各版本基本數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)一管理。為數(shù)據(jù)比較和模擬運(yùn)行建立便捷的數(shù)據(jù)調(diào)用平臺，也為GYK基本數(shù)據(jù)的日常維護(hù)工作提供高效的管理庫。

2）數(shù)據(jù)比較是用數(shù)據(jù)編輯的顯示方式，通過符合基本數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特定算法，自動對基本數(shù)據(jù)的進(jìn)行比較，顯示、統(tǒng)計(jì)差異，并為模擬運(yùn)行提供差異數(shù)據(jù)。

3）模擬運(yùn)行是直接在同一臺設(shè)備上模擬運(yùn)行兩套GYK主機(jī)，兩套GYK可以分別升級兩版不同的基本數(shù)據(jù)，但對兩套GYK的操作卻是同步的。這樣做可以使用戶以最直觀的方式，檢查基本數(shù)據(jù)的差異。

2.2硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)以高性能計(jì)算機(jī)平臺作為數(shù)據(jù)處理和運(yùn)行控制的中心，通過LAN網(wǎng)絡(luò)通信裝置實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)和模擬信號發(fā)生裝置之間建立高速實(shí)時(shí)通信連接，使用視頻采集模塊負(fù)責(zé)GYK界面的實(shí)時(shí)采集和接入，由上層計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件調(diào)用雙套GYK模擬運(yùn)行模塊完成對基本數(shù)據(jù)的模擬運(yùn)行仿真測試，并將結(jié)果返回給計(jì)算機(jī)用于分析測試結(jié)果，完成測試比較。見圖2所示。

圖2硬件設(shè)計(jì)

3　系統(tǒng)模塊實(shí)現(xiàn)

GYK基本數(shù)據(jù)模擬校驗(yàn)系統(tǒng)分為4個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子軟件組成。4個(gè)軟件之間通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、文件管理系統(tǒng)連接，互為資料補(bǔ)充，見圖3所示。

圖3模塊設(shè)計(jì)圖

3.1 GYK基本數(shù)據(jù)文件比對軟件該軟件將兩個(gè)GYK基本數(shù)據(jù)文件同時(shí)打開進(jìn)行比較，其中比較算法引入獨(dú)立設(shè)計(jì)的比較算法，該算法專門針對基本數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，讀取基本數(shù)據(jù)存放于雙隊(duì)列中，采用雙循環(huán)，以左側(cè)為基點(diǎn)，且交路、行別不同不予比較；然后獲取左側(cè)基本數(shù)據(jù)某一行，同時(shí)得到右側(cè)一數(shù)據(jù)，比對其元素值，數(shù)據(jù)相同時(shí)則直接進(jìn)入左右側(cè)下行數(shù)據(jù)比較，當(dāng)不同時(shí)，則繼續(xù)遍歷右側(cè)的下一條數(shù)據(jù)與左側(cè)該行比較，直到下一車站號停止，如還未有相同數(shù)據(jù)則在分屏窗口中反映出基本數(shù)據(jù)的差異結(jié)果。比對軟件同時(shí)會產(chǎn)生差異數(shù)據(jù)信息，供仿真運(yùn)行平臺使用。比較之后的差異結(jié)果，可以通過電子表格形式提供給使用者，讓使用者了解這些差異發(fā)生的位置和原因，并能對差異結(jié)果進(jìn)行檢索和統(tǒng)計(jì)。

3.2 GYK基本數(shù)據(jù)與資料檔案校對軟件該軟件作為GYK基本數(shù)據(jù)模擬校驗(yàn)系統(tǒng)的一個(gè)補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)可以將總工室公布的數(shù)據(jù)資料的電子數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化成與GYK基本數(shù)據(jù)格式一致的數(shù)據(jù)，為基本數(shù)據(jù)的編輯提供了新的信息輸入來源。

3.3 GYK基本數(shù)據(jù)仿真運(yùn)行軟件及平臺該軟件一方面具有仿真運(yùn)行的特點(diǎn)，另一方面實(shí)現(xiàn)同時(shí)運(yùn)行兩套數(shù)據(jù)，在一個(gè)顯示界面下呈現(xiàn)兩個(gè)并排的運(yùn)行窗口。由于兩套軟件給定的時(shí)間、輸入的條件都完全相同，因而更直接地看出數(shù)據(jù)修改前后的運(yùn)行差異。本軟件基于硬件運(yùn)行，硬件包含：平臺計(jì)算機(jī)、主控板等。在程序中通過顯示模塊采集到兩端主機(jī)的視頻輸出信號，并整合成單一輸入接口。在實(shí)現(xiàn)過程中，本軟件采用了DirectShow編程技術(shù)，該技術(shù)基于COM（Component Object Model）的流媒體處理的開發(fā)包，使用一種叫Filter Graph的模型來管理整個(gè)數(shù)據(jù)流的處理過程，從支持WDM驅(qū)動模型的采集卡上捕獲數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行相應(yīng)的后期處理、存儲和支持各種媒體格式。軟件通過DirectShow拆分這個(gè)輸入接口的數(shù)據(jù)流，并將數(shù)據(jù)流進(jìn)行區(qū)分，還原顯示在同一的顯示屏幕中，即達(dá)到同屏顯示兩個(gè)DMI的效果。在使用DirectShow技術(shù)顯示DMI的同時(shí)，軟件還使用基于UDP的網(wǎng)絡(luò)通信方式，與各主機(jī)及板卡進(jìn)行通信。這個(gè)通信的過程中，軟件還使用基于UDP的網(wǎng)絡(luò)通信方式，與各主機(jī)及板卡進(jìn)行通信。這個(gè)通信的過程中，軟件多種數(shù)據(jù)幀通過不同端口進(jìn)行傳輸，所以采用多端口并行處理技術(shù)，在綁定各端口時(shí)，需創(chuàng)建不同的套接字用于發(fā)送數(shù)據(jù)，并且根據(jù)自定協(xié)議的應(yīng)答模式亦創(chuàng)建對應(yīng)線程進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收，完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)快速、準(zhǔn)確的交互。在確保數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通信的同時(shí)，軟件還提供了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的差異對比算法（這里我們以某側(cè)為基點(diǎn)），該算法必先在程序內(nèi)設(shè)立緩存區(qū)，

用于臨時(shí)存儲兩套GYK發(fā)送的站中心公里標(biāo)、公里標(biāo)、限速及各類型標(biāo)識的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，再提取緩存區(qū)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)提取的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過分類檢測能夠準(zhǔn)確、快速的判斷、定位GYK運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)差異。本仿真平臺完全模擬GYK操作，也可以成為司機(jī)的培訓(xùn)設(shè)備，提供了一個(gè)更直觀更高效的教學(xué)效果，具有實(shí)用性和長期使用性。

3.4 GYK基本數(shù)據(jù)資料管理軟件該軟件提供數(shù)據(jù)資料目錄樹，建立電子圖書館，方便歸檔、查閱、調(diào)用。本軟件應(yīng)用了SQL Server2000數(shù)據(jù)庫，相比較Access適用于存儲數(shù)量少、且靈活性不夠的缺點(diǎn)，SQL Server2000則可以存放大量的數(shù)據(jù)，在處理海量的數(shù)據(jù)效率，后臺的開發(fā)靈活性及可擴(kuò)展性等方面都相對強(qiáng)大的多，該系統(tǒng)使用SQL Server2000對基本數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、存儲及讀取操作，大大的提高系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)效率。

4　結(jié)束語

GYK基本數(shù)據(jù)校驗(yàn)系統(tǒng)是輔助用戶校驗(yàn)GYK基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件的有效手段，改變了完全依靠人工對GYK基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件進(jìn)行校驗(yàn)的狀況，確保了GYK基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件的正確性，使數(shù)據(jù)校驗(yàn)工作更加科學(xué)、高效和快捷。該系統(tǒng)于2015年5月通過南寧局技術(shù)項(xiàng)目鑒定并投入使用，取得了良好的效果。

中圖分類號：U284.48

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-8686（2016）01-0041-02